[发明专利]根据化学结构预测使用特定添加剂润滑油摩擦系数的方法

权利要求书

1.一种根据化学结构预测使用特定润滑油添加剂的润滑油摩擦系数的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）选定润滑油特定的工作条件，所述特定的工作条件是指使用润滑油的特定工作状态，包括工作时摩擦副的材料的选择、摩擦副的表面状态、所承受的载荷、温度、摩擦副的运行速度及运行方式、及摩擦副的接触方式；

（2）选定特定的润滑基础油；

（3）在相应的化学计算软件中绘制作为建模所选用的润滑油减摩添加剂分子的化学结构；

（4）对所述化学结构进行结构优化以生成能量最小构象；

（5）根据步骤（4）生成的能量最小构象，在相应的化学分析软件中计算每一个添加剂分子的化学结构的结构参数；

（6）对使用在某种添加剂影响下润滑油所进行的特定工作状态下和特定的润滑基础油基础上的摩擦学实验得到的平均摩擦系数数据进行数学预处理，得到特定工作状态下和特定的润滑基础油基础上的摩擦系数量度；

（7）采用多元线性回归、偏最小二乘法、人工神经网络、遗传算法或支持向量机器的方法进行回归，建立通过预处理得到的摩擦系数量度和结构参数之间的线性或非线性关系，以建立定量预测的预测模型；

（8）对建立的所述预测模型进行交叉验证；

（9）根据预测模型计算各结构参数对摩擦系数量度影响的敏感性数值，推测润滑油添加剂的较优结构特征；

（10）根据建立的所述预测模型预测在特定工作状态下和特定的润滑基础油基础上，某种不同于作为建模所选用的减摩添加剂分子结构的添加剂影响下润滑油工作时摩擦副间的平均摩擦系数。

2.如权利要求1所述的根据化学结构预测使用特定润滑油添加剂润滑油摩擦系数的方法，其特征在于：所述步骤（1）中摩擦副的表面状态包括粗糙度和表面形貌，所述运行方式包括圆周运动、往复运动、螺线运动，所述摩擦副的接触方式包括点-点接触、点-面接触、面-面接触、线-面接触。

3.如权利要求1所述的根据化学结构预测使用特定润滑油添加剂润滑油摩擦系数的方法，其特征在于：所述步骤（2）选定的润滑基础油，包括聚a-烯烃（PAO）、酯类油、烷基苯、聚丁烯、烷基萘、正构烷烃或异构烷烃，作为摩擦学体系的润滑基础油单独使用或联合使用。

4.如权利要求1所述的根据化学结构预测使用特定润滑油添加剂润滑油摩擦系数的方法，其特征在于：所述步骤（4）采用结构优化是指作为建模所选用的减摩添加剂分子构象几何优化或能量最小化优化。

5.如权利要求1所述的根据化学结构预测使用特定润滑油添加剂润滑油摩擦系数的方法，其特征在于：步骤（5）中的所述结构参数包括：分子性能参数、量子参数、疏水参数、电性参数、立体参数、几何参数、拓扑参数、纯粹的结构参数、分子力学参数以及根据分子的三维构象计算的一系列参数，所述结构参数表达的是润滑油添加剂化合物的分子结构特征和理化特性。

6.如权利要求1所述的根据化学结构预测使用特定润滑油添加剂润滑油摩擦系数的方法，其特征在于：所述步骤（6）对平均摩擦系数数据进行数学预处理，其具体采用表示的计算方法进行预处理，其中FF是预处理后的摩擦系数量度；MW为润滑油添加剂的分子量；F₀为未添加添加剂的基础油所进行的相关摩擦学实验所得平均摩擦系数；F_min为使用某种添加剂的润滑油所进行的摩擦学实验所得的最优的平均摩擦系数；Ratio为最优的添加剂质量百分比例。

7.如权利要求1所述的预测使用特定润滑油添加剂润滑油摩擦系数的方法，其特征在于所述步骤（7）中建立预测模型是指将一系列化合物的结构表征参量和摩擦系数量度进行统计学处理，然后在这两者间建立预测数学模型。

8.如权利要求1所述的根据化学结构预测使用特定润滑油添加剂润滑油摩擦系数的方法，其特征在于：所述步骤（8）交叉验证方法采用K-MEANS或LEAVE-ONE-OUT方法。

9.如权利要求1所述的根据化学结构预测使用特定润滑油添加剂润滑油摩擦系数的方法，其特征在于：所述步骤（10）具体为：在已建立的预测模型中根据步骤（4）输入新的化合物，优化得到最优状态，即分子构象几何优化或能量最小化优化，即可得出在特定工作状态下和特定的润滑基础油基础上，某种不同于作为建模所选用的减摩添加剂分子结构的添加剂影响下润滑油工作时摩擦副间的平均摩擦系数的预测值。